KR20230064157A - Compartmental tank - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전기분해 과정에서 발생하는 가스 및 슬러지를 포함하는 전해원료물질을 전해조로 순환공급함에 관한 것으로, 보다 상세하게는 격벽에 의해 내부가 구획되는 구획식 조에 관한 것이다.The present invention relates to circulating and supplying raw electrolyte materials including gas and sludge generated in the electrolysis process to an electrolytic bath, and more particularly, to a compartmentalized bath in which the interior is partitioned by partition walls.
일반적으로 전기분해공정은 양극과 음극사이에 전해질공급이 이루어지고 전기분해 장치에 의해 양극에서는 산화반응, 음극에서는 환원반응으로 용액 중 용질 또는 용매를 전기화학적으로 전환하는 공정이다.In general, an electrolysis process is a process in which an electrolyte is supplied between an anode and a cathode, and a solute or solvent in a solution is electrochemically converted through an oxidation reaction at the anode and a reduction reaction at the cathode by the electrolysis device.
이 때 이러한 전기화학적 반응을 통해 전해원료물질내에는 기체상 또는 고체상 물질이 생성 될 수 있다.At this time, a gaseous or solid material may be generated in the electrolyte raw material through such an electrochemical reaction.
대표적으로 수전해의 경우 전해질을 전기분해하여 양극에서는 산소를 생성하고 음극에서는 수소를 생성한다. 이 때 발생하는 수소를 다시 재사용 또는 회수하기 위한 장치가 별도로 구성되어야 하고, 상기와 같은 구조의 전해장치에서는 가스가 단기간내에 배출되어야 한다.Typically, in the case of water electrolysis, the electrolyte is electrolyzed to produce oxygen at the anode and hydrogen at the cathode. At this time, a device for reusing or recovering the generated hydrogen must be separately configured, and the gas must be discharged within a short period of time in the electrolysis device having the above structure.
또한, 친환경 정책과 기후변화 대책으로 인한 재생 가능에너지를 활용하고자 CO2를 전기화학적으로 변환하는 공정연구가 진행되고 있다. 이 방법의 경우에는 CO2를 전해원료물질내에 용해하여 전기화학적방법으로 CO(일산화탄소)로 환원시킨다.In addition, in order to utilize renewable energy due to eco-friendly policies and countermeasures against climate change, research on the process of electrochemically converting CO 2 is being conducted. In this method, CO 2 is dissolved in the electrolyte raw material and reduced to CO (carbon monoxide) by an electrochemical method.
다만 CO2의 낮은 용해도와 CO의 낮은 전환 선택성을 가지고 있어, 일부 미반응 또는 부반응에 의한 가스의 경우 생성물과 혼합되어 생성된다. 고선택성 CO 생산을 위해 전기분해 과정에서 발생하는 생성물을 재순환 공급됨에 따라 효율적인 생성방식이 되어야 한다.However, it has low solubility of CO 2 and low conversion selectivity of CO, so that some unreacted or side-reacted gas is mixed with the product. For the production of high-selectivity CO, it must be an efficient production method as products generated in the electrolysis process are recycled and supplied.
또한, 전기분해과정에서 부산물 또는 생성물이 생성되어 전해조 내의 전압을 상승시키고 막과 전극을 오염시키게 되어 수명을 저하시키는 문제가 있다.In addition, there is a problem in that a by-product or product is generated during the electrolysis process to increase the voltage in the electrolytic cell and contaminate the membrane and the electrode, thereby reducing the lifespan.
그 중 대표적인 공정 예로는 수산화테트라메틸암모늄으로 불리는 TMAH(Tetramethylammonium hydroxide)는 강염기성 유기물로, 화학반응에서 NaOH와 같은 무기염기를 대체하여 합성반응의 촉매로 사용되고 있으며 주로 반도체 제조 공정에서 실리콘의 에칭제(부식용제)로 사용된다.As a representative process example, TMAH (Tetramethylammonium hydroxide), also called tetramethylammonium hydroxide, is a strongly basic organic substance that replaces inorganic bases such as NaOH in chemical reactions and is used as a catalyst for synthesis reactions. It is mainly used as an etchant for silicon in the semiconductor manufacturing process. (corrosive solvent).
TMAH는 매우 효과적인 유기염기이지만 NaOH와 같은 무기 염기에 비하여 고가이기 때문에 화학반응에서 경제성을 확보하기 위해서는 반응 후 회수하여 재사용하여야 한다.Although TMAH is a very effective organic base, it is expensive compared to inorganic bases such as NaOH, so in order to secure economic feasibility in chemical reactions, it must be recovered and reused after the reaction.
재사용 TMAH에 포함된 TMA-염의 일부 재생 및 재생되지 않는 TMA-염을 제거하기 위한 고순도 TMAH를 제조하는 방법으로 전기분해에 의한 TMAH의 재생방법이 알려져 있다.As a method for producing high-purity TMAH for partially regenerating TMA-salts contained in reused TMAH and removing non-regenerating TMA-salts, a method for regenerating TMAH by electrolysis is known.
전기분해에 의한 TMAH 회수방법의 종래기술로는 대한민국 특허공개 제10-2003-0059194호(2003.07.07. 공개), 대한민국 특허공개 제10-2004-0061084호(2004.07.07), 대한민국 특허공개 제10-2005-0034594호(2005.04.14. 공개) 및 대한민국 특허공개 제10-2010-0029816호(2010.03.17. 공개) 등이 있다.Prior art of the TMAH recovery method by electrolysis includes Korean Patent Publication No. 10-2003-0059194 (published on July 7, 2003), Korean Patent Publication No. 10-2004-0061084 (July 7, 2004), and Korean Patent Publication No. 10-2005-0034594 (published on April 14, 2005) and Korean Patent Publication No. 10-2010-0029816 (published on March 17, 2010).
상기와 같은 종래의 기술들의 경우, TMAH 공정에서 전해조에서의 전기분해 과정에서 가스 및 슬러지가 발생하는 경우가 있는데, 이와 같이 발생하는 부산물은 전해조 내의 전압을 상승시키고 막과 전극을 오염시키게 되어 수명을 저하시키는 문제가 있다. In the case of the conventional technologies as described above, there are cases in which gas and sludge are generated during the electrolysis process in the electrolytic cell in the TMAH process, and the by-products generated in this way increase the voltage in the electrolytic cell and contaminate the membrane and electrode, thereby shortening the lifespan. There is a problem with deterioration.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 창안된 것으로서, 내부에 혼합된 가스가 단기간 내에 배출됨과 동시에 전기분해조의 전압상승구간이 감소될 수 있도록 기여할 수 있는 구획식 조를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been devised in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a compartment type tank that can contribute to reducing the voltage rise section of the electrolysis tank while the gas mixed therein is discharged within a short period of time.
전술한 본 발명의 목표는 전기분해조, 양극조 및 음극조를 이용한 전기분해에 사용된 전해원료물질을 상기 전해조로 순환공급하기 위한 것으로서, 상기 전기분해조로부터 유입되는 전해원료물질이 저장 및 이송되는 제 1 격실; 신규 전해원료물질을 공급하기 위한 제 2 격실; 상기 제 1 격실과 상기 제 2 격실 사이에 개재되고 상기 제 1 격실과 상기 제 2 격실로부터 오버플로우되어 생성된 전해원료물질을 순환공급관로를 통해 상기 전기분해조로 공급하는 제 3 격실을 포함하는 것을 특징으로 하는 구획식 조를 제공함에 의해 달성된다.An object of the present invention described above is to circulate and supply electrolyte raw materials used in electrolysis using an electrolysis tank, an anode tank, and a cathode tank to the electrolysis tank, and the electrolyte raw materials flowing from the electrolysis tank are stored and transported. a first compartment; a second compartment for supplying new electrolyte raw materials; A third compartment interposed between the first compartment and the second compartment and supplying the electrolyte raw material generated by overflowing from the first compartment and the second compartment to the electrolysis tank through a circulation supply pipe This is achieved by providing a characterized compartmentalized bath.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 구획식 조의 제 1 격실과 상기 제 3 격실의 하부에 외기를 공급하여 산기시키는 폭기수단를 포함한다.According to a preferred feature of the present invention, an aeration means for supplying outside air to the lower portions of the first compartment and the third compartment of the compartment type tank to diffuse air is included.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 구획식 조의 상부에 구비되는 가스벤트를 포함한다.According to a preferred feature of the present invention, a gas vent provided on the top of the compartment type tank is included.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 제 1 격실에는 필터에 연결되는 고형물배출관로를 포함한다.According to a preferred feature of the present invention, the first compartment includes a solids discharge pipe connected to the filter.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 제 1 격실 내에는 상기 전기분해조로부터 유입되는 전해원료물질을 필터링하는 제 1 필터를 포함한다.According to a preferred feature of the present invention, the first compartment includes a first filter for filtering the raw electrolyte material introduced from the electrolysis tank.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 제 1 필터는 세정조로부터 공급되는 세정액에 의해 세정된다.According to a preferred feature of the present invention, the first filter is cleaned by the cleaning liquid supplied from the cleaning tank.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 제 2 격실 내에는 상기 신규 전해원료물질을 필터링하는 제 2 필터를 포함한다.According to a preferred feature of the present invention, a second filter for filtering the new electrolyte raw material is included in the second compartment.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 제 2 필터는 상기 세정조로부터 공급되는 세정액에 의해 세정된다. According to a preferred feature of the present invention, the second filter is cleaned by the cleaning liquid supplied from the cleaning tank.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 제 1 격실로 전해 후 원료 내 가스 발생을 촉진시키기 위한 약품을 공급하는 약품공급수단을 더 포함한다.According to a preferred feature of the present invention, it further includes a chemical supply means for supplying a chemical for promoting gas generation in the raw material after electrolysis into the first compartment.
본 발명의 다른 실시예에 의하면 전기분해조, 양극조 및 음극조를 이용한 전기분해에 사용된 전해원료물질을 상기 전기분해조로 순환공급하는 조에 있어서, 상기 전기분해조로부터 유입되는 전해원료물질이 저장 및 이송되는 제 1 격실; 및 외부로부터 신규 전해원료물질이 공급되고 상기 제 1 격실로부터 전해원료물질이 오버플로우되어 순환공급관로를 통해 상기 전기분해조로 공급하는 제 2 격실;을 포함하는 것을 특징으로 하는 구획식 조를 제공함에 의해 달성된다.According to another embodiment of the present invention, in a tank for circulating and supplying raw electrolyte materials used in electrolysis using an electrolysis tank, an anode tank, and a cathode tank to the electrolysis tank, the electrolyte raw material flowing from the electrolysis tank is stored and the transported first compartment; And a second compartment in which a new electrolyte raw material is supplied from the outside and the electrolyte raw material overflows from the first compartment and is supplied to the electrolysis tank through a circulation supply pipe. is achieved by
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 구획식 조의 제 1 격실과 상기 제 2 격실의 하부에 외기를 공급하여 산기시키는 폭기수단을 포함한다.According to a preferred feature of the present invention, an aeration means for supplying outside air to the lower portions of the first compartment and the second compartment of the compartment type tank to diffuse air is included.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 구획식 조의 상부에 구비되는 가스벤트를 포함한다.According to a preferred feature of the present invention, a gas vent provided on the top of the compartment type tank is included.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 제 1 격실의 하측에는 필터에 연결되는 고형물배출관로를 포함한다.According to a preferred feature of the present invention, the lower side of the first compartment includes a solids discharge pipe connected to the filter.
상기와 같은 본 발명에 따른 구획식 조에 의하면, 전기분해 공정상 발생하는 가스가 폭기수단에 의한 외기공급에 의해 단기간 내에 배출됨과 동시에 양극조 내의 용액상 가스의 분리가 용이한 화학제를 공급함으로 구획조에서 가스를 사전분리함에 따라 전기분해조의 전압상승구간을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.According to the compartment type tank according to the present invention as described above, the gas generated in the electrolysis process is discharged within a short period of time by the supply of outside air by the aeration means, and at the same time, a chemical agent that facilitates separation of the solution gas in the anode tank is supplied to the compartment. There is an advantage in that the voltage rise section of the electrolysis tank can be reduced by pre-separating the gas in the tank.
또한, 전기분해 공정상 발생하는 고체상 물질을 필터로 제거함에 따라 전해조내의 전압을 상승시키고 막과 전극을 오염시키게 되는 문제점을 해결할 수 있다.In addition, it is possible to solve the problem of increasing the voltage in the electrolytic cell and contaminating the membrane and the electrode as the solid material generated in the electrolysis process is removed by the filter.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 구획식 조의 상세구조도이다.
도 4 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 구획식 조의 상세구조도이다.1 to 3 are detailed structural views of a compartment type tank according to an embodiment of the present invention.
4 is a detailed structural diagram of a compartment type tank according to another embodiment of the present invention.
이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, this is intended to be described in detail to the extent that a person skilled in the art can easily practice the invention, but does not mean that the technical spirit and scope of the present invention are limited thereby.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 구획식 조의 상세구조이다.1 to 3 are detailed structures of a compartment type tank according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 구획식 조는 전기분해조, 양극조 및 음극조를 이용한 전기분해에 사용된 전해원료물질이 오버플로우되어 상기 전기분해조로 순환공급하는 역할을 한다.In the compartment type tank according to an embodiment of the present invention, the electrolyte raw material used in the electrolysis using the electrolysis tank, the anode tank and the cathode tank overflows and circulates and supplies to the electrolysis tank.
여기서, 전기분해조는 양극과 음극사이에 전해질 공급이 이루어지고 전기분해 장치에 의해 양극에는 산화반응, 음극에는 환원반응으로 용액 중 용질 또는 용매를 전기화학적으로 전환되는 반응이 이루어진다.Here, in the electrolysis tank, an electrolyte is supplied between the anode and the cathode, and an oxidation reaction is performed at the anode and a reduction reaction at the cathode by the electrolysis device to electrochemically convert the solute or solvent in the solution.
이 때 이러한 전기화학적 반응을 통해 전해원료물질내에는 기체상 또는 고체상 물질이 생성 될 수 있다. At this time, a gaseous or solid material may be generated in the electrolyte raw material through such an electrochemical reaction.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기분해조는 양극실과 음극실로 형성되는 2격실 구조나 전기분해장치에 따른 양극실과 음극실 사이에 중간실이 형성되는 3격실 구조로 이루어 질 수 있다.An electrolysis tank according to an embodiment of the present invention may have a two-compartment structure formed of an anode chamber and a cathode chamber, or a three-compartment structure in which an intermediate chamber is formed between the anode chamber and the cathode chamber according to the electrolysis device.
본 발명의 실시예에 따른 구획식 조는 전기분해조에 전해원료물질을 순환공급하는 것으로, 내부에는 전기분해 반응에 사용될 전해원료물질이 저장되고, 전기분해조로부터 전기분해를 거친 전해원료물질이 다시 저장되며, 사용된 전해물질을 추가로 공급한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 구획식 조는 도 1 내지 도 3에 도시되는 바와 같이, 전기분해조로부터 유입되는 전해원료물질이 저장 및 이송되는 제 1 격실(10)과, 외부로부터 신규 전해원료물질이 공급되는 제 2 격실(20)과, 제 1 격실(10)과 제 2 격실(20) 사이에 개재되고 제 1 격실(10)과 제 2 격실(20)로부터 유입된 전해원료물질을 순환공급관로(21)를 통해 전기분해조로 공급하는 제 3 격실(30)을 포함한다.In the compartment type tank according to an embodiment of the present invention, raw electrolyte materials are circulated and supplied to the electrolysis tank, and raw electrolyte materials to be used for the electrolysis reaction are stored inside, and raw electrolyte materials subjected to electrolysis from the electrolysis tank are stored again. and the used electrolyte is additionally supplied. As shown in FIGS. 1 to 3, the compartment type tank according to an embodiment of the present invention includes a
또한, 본 발명의 실시예에 따른 구획식 조의 제 1 격실(10)과 제 3 격실(30)의 하부에는 제 1 격실(10)과 제 3 격실(30) 내에 외기를 공급하여 산기시키는 폭기수단(40)이 구비되고 본 발명의 실시예에 따른 구획식 조의 상부에는 스크러버와 같은 공기정화수단에 연결되는 가스벤트(50)가 연결된다. 상기 외기는 전해과정에서 생성된 기체상 물질일 수 있고, 일반 대기의 공기 일 수도 있다.In addition, an aeration means for supplying outside air into the
폭기수단(40)은 제 1 격실(10)과 제 3 격실(30)의 하부에 외기를 공급하여 예를 들어 산기관 등을 통해 산기시킴에 따라 제 1 격실(10) 내의 전해원료물질과 제 2 격실(30) 내의 전해원료물질을 강제폭기시킴에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 구획식 조 내에 전기분해로 발생한 가스가 단기간 내에 배출되도록 유도한다.The aeration means 40 supplies outside air to the lower portions of the
폭기수단(40)은 본 발명의 일 실시예에 따른 구획식 조 내에 혼입되어 전기분해조의 전압을 상승시키는 가스를 폭기를 통해 단시간 내에 배출시켜 가스의 체류시간을 최소화함으로써 전력소모를 줄임과 동시에 전체적으로 시스템 효율을 증대시킨다. 가스벤트(50)에는 블로어 등의 장치가 연결하여 가스의 원활한 배출이 가능해진다.The aeration means 40, according to an embodiment of the present invention, is mixed in the compartmentalized tank and discharges the gas that increases the voltage of the electrolysis tank within a short time through aeration to minimize the residence time of the gas, thereby reducing power consumption and overall at the same time. Increase system efficiency. A device such as a blower is connected to the
전기분해조에서 유출되는 전해원료물질은 제 1 격실(10)로 유입되고 재생용 전해원료물질은 제 2 격실(20)로 유입된 후, 제 3 격실(30)로 오버플로우되면서 제 3 격실(30)에서 혼합된다.The electrolyte raw material flowing out of the electrolysis tank flows into the
이때 제 3 격실(30) 내의 재생원료물질은 폭기수단(40)을 통해 반응 전/후 전해원료물질의 용액이 원활히 혼합된 후 다시 전기분해조로 공급되게 된다. 도 1에 도시되는 바와 같이 전기분해조에서 전기분해반응을 거쳐 제 1 격실(10)로 유입되는 배관에 전해원료물질의 산도 또는 알칼리도를 측정할 수 있는 pH 센서가 설치될 수 있고, 도 2 내지 도 3에 도시되는 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 구획식 조 상에 전해원료물질의 산도 또는 알칼리도를 측정할 수 있는 pH 센서가 설치될 수 있다.At this time, the recycled raw material in the
제 1 격실(10)에는 전기분해를 거친 전해원료물질 중 가스상을 용이하게 분리할 수 있는 약품을 외부로부터 공급하는 구조로 추가 구성 할 수 있고 전기분해조로부터 발생된 가스의 단시간 배출을 위한 폭기가 구성된다. 또한, 반응 중 생성된 고형물이 필터펌프(13)가 설치된 고형물배출관로(11)를 통해 배출되어 필터를 거쳐 제거하도록 제 1 격실(10)의 하부에는 필터펌프(13)가 설치된 고형물배출관로(11)가 연결된다. The
제 2 격실(20)에는 신규 전해원료물질이 전기분해조 반응에 사용되는 유량과 오버플로우되는 유량만큼 주입되어 수위를 유지하게 된다.Into the
제 3 격실(30)의 하부에는 제 1 격실(10)과 제 2 격실(20)로부터 오버플로우되어 혼합되는 전해원료물질을 전기분해조로 공급하는 순환공급관로(21)가 연결되고, 순환공급관로(21) 상에는 순환펌프(23)가 설치된다.At the lower part of the
또한, 도 2에 도시된 바와 같이 제 1 격실(10) 내에는 전기분해조로 공급되는 전해원료물질을 필터링하는 제 1 필터(60)가 구비될 수 있다. 이러한 제 1 필터(60)는 외부의 세정조로부터 공급되는 세정액에 의해 세정되는 것이 바람직한데, 이 경우에 제 1 격실(10)의 하측에는 제 1 필터(60)를 세정한 세정액을 배출하는 제 1 세정액배출관(61)이 별도로 포함될 수 있다. 이 경우에 전기분해조에서 전기분해반응을 거쳐 제 1 격실(10)로 유입되는 배관에 압력센서가 설치되고, 제 1 필터(60)에 대한 압력 측정을 통해 제 1 필터(60)의 오염이 감지되면 외부의 세정조로부터 세정액이 공급되도록 구현될 수 있다.In addition, as shown in FIG. 2, a
또한, 도 3에 도시되는 바와 같이 제 2 격실(20) 내에는 재생용 전해원료물질을 필터링하는 제 2 필터(60')가 구비될 수 있다. 제 2 필터(60')는 제 1 필터(60)의 세정을 위한 세정조로부터 공급되는 세정액에 의해 세정되는 것이 바람직하며, 제 2 격실(20)의 하측에는 세정액을 배출하는 제 2 세정액배출관(61')이 별도로 포함될 수 있다.In addition, as shown in FIG. 3, a second filter 60' for filtering the raw electrolyte material for regeneration may be provided in the
상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 구획식 조의 경우에는, 내부에 혼입된 가스가 폭기수단(40)에 의한 외기공급에 의해 단기간 내에 배출됨과 동시에 제 1격실(10)에 고체상 부산물 제거를 위해 약품이 내부로 공급됨에 따라 전기분해조의 전압상승구간을 감소시킬 수 있게 된다,In the case of the compartment type tank according to an embodiment of the present invention as described above, the gas mixed inside is discharged within a short period of time by supplying outside air by the aeration means 40, and at the same time, the solid by-products are removed from the
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 구획식 조의 상세구조도이다.4 is a detailed structural diagram of a compartment type tank according to another embodiment of the present invention.
본 발명의 다른 실시예에 따른 구획식 조는 도 4에 도시된 바와 같이, 2개의 격실, 다시 말해서 전기분해조로부터 유입되는 전해원료물질이 저장 및 이송되는 제 1 격실(10)과 외부로부터 신규 전해원료물질이 공급되고 제 1 격실(10)로부터 오버플로우되어 유입된 전해원료물질을 순환공급관로(21)를 통해 전기분해조로 공급하는 제 2 격실(20)을 포함한다.As shown in FIG. 4, the compartment type tank according to another embodiment of the present invention has two compartments, that is, a
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 구획식 조의 제 1 격실(10)과 제 2 격실(20)의 하부에는 외기를 공급하여 산기시키는 폭기수단(40)이 구비되고, 상부에는 스크러버와 같은 공기정화수단에 연결되는 가스벤트(50)가 연결된다.In addition, an aeration means 40 for supplying outside air to diffuse air is provided at the lower part of the
또한, 제 1 격실(10)에 기체 발생을 촉진시키기 위한 약품이 내부로 공급되고, 반응 중 생성된 고형물이 필터펌프(13)가 설치된 고형물배출관로(11)를 통해 배출되어 필터를 거쳐 제거되도록 한다.In addition, chemicals for accelerating gas generation are supplied to the inside of the
제 2 격실(20)의 하부에는 제 1 격실(10)로부터 오버플로우되어 전기분해조로 유입되는 전해원료물질과 제 2격실에 유입되는 신규 전해원료물질과 혼합반응되면서 생성된 전해원료물질을 전기분해조로 공급하는 순환공급관로(21)가 연결되고, 순환공급관로(21) 상에는 순환펌프(23)가 설치된다.In the lower part of the
본 발명의 다른 실시예에 따른 구획식 조는 3개의 격실이 아니라 2개의 격실로만 이루어지는 것을 제외하고 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 구획식 조와 동일하므로, 명세서에서의 간략화를 위해 더 이상의 중복 설명은 생략하기로 한다.Since the compartment type tank according to another embodiment of the present invention is the same as the compartment type tank according to one embodiment of the present invention described above except that it consists of only two compartments instead of three compartments, further redundant description for simplicity in the specification. will be omitted.
본 발명의 구체적 실시예로서 주로 반도체 제조 공정에서 실리콘의 에칭제로 사용되는 TMAH의 전기분해를 통한 재생공정에 대해 도1의 적용에 대해 상세히 설명하고자 한다. 고순도 TMAH의 재생방법으로는 전기분해조에 폐염기성유기물을 재사용을 위해 순환공급하는 것으로, 내부에는 화학반응에 사용된 폐염기성유기물이 저장되고, 전기분해조로부터 전기분해를 거친 폐염기성유기물이 다시 저장된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 구획식 조는 도 1 내지 도 3에 도시되는 바와 같이, 전기분해조로부터 유입되는 폐염기성유기물이 저장 및 이송되는 제 1 격실(10)과, 외부로부터 재생용 염기성유기물이 공급되는 제 2 격실(20)과, 제 1 격실(10)과 제 2 격실(20) 사이에 개재되고 제 1 격실(10)과 제 2 격실(20)로부터 오버플로우되어 농축된 염기성유기물을 순환공급관로(21)를 통해 전기분해조로 공급하는 제 3 격실(30)을 포함한다.As a specific embodiment of the present invention, the application of FIG. 1 to a regeneration process through electrolysis of TMAH, which is mainly used as an etchant for silicon in a semiconductor manufacturing process, will be described in detail. As a regeneration method of high-purity TMAH, waste basic organic matter is circulated and supplied to the electrolysis tank for reuse. Waste basic organic matter used in chemical reactions is stored inside, and waste basic organic matter that has undergone electrolysis from the electrolysis tank is stored again. do. As shown in FIGS. 1 to 3, the compartment type tank according to an embodiment of the present invention includes a
또한, 본 발명의 실시예에 따른 구획식 조의 제 1 격실(10)과 제 3 격실(30)의 하부에는 제 1 격실(10)과 제 3 격실(30) 내에 외기를 공급하여 산기시키는 폭기수단(40)이 구비되고 본 발명의 실시예에 따른 구획식 조의 상부에는 스크러버와 같은 공기정화수단에 연결되는 가스벤트(50)가 연결된다.In addition, an aeration means for supplying outside air into the
폭기수단(40)은 제 1 격실(10)과 제 3 격실(30)의 하부에 외기를 공급하여 예를 들어 산기관 등을 통해 산기시킴에 따라 제 1 격실(10) 내의 폐염기성유기물과 제 3 격실(30) 내의 염기성유기물을 강제폭기시킴에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 구획식 조 내에 혼합된 CO2 가스가 단기간 내에 배출되도록 유도한다. 이때 CO2 가스는 본 발명의 일 실시예에 따른 구획식 조의 폐염기성유기물 용액이 pH 10 이하가 되면 탄산염을 포함하는 음이온염으로 전환되면서 발생된다. The aeration means 40 supplies outside air to the lower portions of the
폭기수단(40)은 10 이하의 pH 조건하에서 본 발명의 일 실시예에 따른 구획식 조) 내에 혼입되어 전기분해조의 전압을 상승시키는 CO2를 폭기를 통해 단시간 내에 배출시켜 CO2의 체류시간을 최소화함으로써 전력소모를 줄임과 동시에 전체적으로 시스템 효율을 증대시킨다. 가스벤트(50)에는 블로어 등의 장치가 연결하여 CO2 가스의 원활한 배출이 가능해진다.The aeration means 40 is mixed in the compartment type tank according to an embodiment of the present invention) under a pH condition of 10 or less to discharge CO 2 , which increases the voltage of the electrolysis tank, within a short time through aeration to shorten the retention time of CO 2 This minimizes power consumption while increasing overall system efficiency. A device such as a blower is connected to the
또한, 도 2에 도시된 바와 같이 제 1 격실(10) 내에는 전기분해조로 공급되는 폐염기성유기물을 필터링하는 제 1 필터(60)가 구비될 수 있다. 이러한 제 1 필터(60)는 외부의 세정조로부터 공급되는 세정액에 의해 세정되는 것이 바람직한데, 이 경우에 제 1 격실(10)의 하측에는 제 1 필터(60)를 세정한 세정액을 순환공급관로(21)로 제공하는 제 1 세정액배출관(60')이 연결된다. 이 경우에 전기분해조에서 전기분해반응을 거쳐 제 1 격실(10)로 유입되는 배관에 압력센서가 설치되고, 제 1 필터(60)에 대한 압력 측정을 통해 제 1 필터(60)의 오염이 감지되면 외부의 세정조로부터 세정액이 공급되도록 구현될 수 있다.In addition, as shown in FIG. 2 , a
또한, 도 3에 도시되는 바와 같이 제 2 격실(20) 내에는 재생용 염기성유기물을 필터링하는 제 2 필터(61)가 구비될 수 있다. 제 2 필터(61)는 제 1 필터(60)의 세정을 위한 세정조로부터 공급되는 세정액에 의해 세정되는 것이 바람직하며, 제 2 격실(20)의 하측에는 세정액을 순환공급관로(21)로 제공하는 제 2 세정액배출관(61')이 연결된다.Also, as shown in FIG. 3 , a
위에서 몇몇의 실시예가 예시적으로 설명되었음에도 불구하고, 본 발명이 이의 취지 및 범주에서 벗어남 없이 다른 여러 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 따라서 상술 된 실시예는 제한적인 것이 아닌 예시적인 것으로 여겨져야 하며, 첨부된 청구항 및 이의 동등 범위 내의 모든 실시에는 본 발명의 범주 내에 포함된다고 할 것이다.Although several embodiments have been illustratively described above, the fact that the present invention can be embodied in many other forms without departing from its spirit and scope is apparent to those skilled in the art. Accordingly, the above-described embodiments are to be regarded as illustrative rather than restrictive, and all implementations within the scope of the appended claims and their equivalents will be considered to be included within the scope of the present invention.
10 : 제 1 격실 11 : 고형물배출관로
13 : 필터펌프 20 : 제 2 격실
21 : 순환공급관로 23 : 순환펌프
30 : 제 3 격실 40 : 폭기수단
50 : 에어벤트 60 : 제 1 필터
60': 제 1 세정액배출관로 61 : 제 2 필터
61': 제 2 세정액배출관로10: first compartment 11: solids discharge pipe
13: filter pump 20: second compartment
21: circulation supply line 23: circulation pump
30: third compartment 40: aeration means
50: air vent 60: first filter
60 ': first cleaning liquid discharge pipe 61: second filter
61 ': second washing liquid discharge pipe
Claims (13)
상기 전기분해조로부터 유입되는 전해원료물질이 저장 및 이송되는 제 1 격실;
상기 제 1 격실과 이격되고 신규 전해원료물질이 유입되는 제 2 격실; 및
상기 제 1 격실과 상기 제 2 격실 사이에 개재되고 상기 제 1 격실과 상기 제 2 격실로부터 오버플로우된 전해원료물질을 순환공급관로를 통해 상기 전기분해조로 공급하는 제 3 격실을 포함하는 것을 특징으로 하는 구획식 조.It is for circulating and supplying the electrolyte raw material used in the electrolysis using the electrolysis tank, the anode tank and the cathode tank to the electrolysis tank,
a first compartment in which raw electrolyte materials introduced from the electrolysis tank are stored and transported;
a second compartment spaced apart from the first compartment and into which new raw electrolyte materials are introduced; and
And a third compartment interposed between the first compartment and the second compartment and supplying the electrolyte source material overflowed from the first compartment and the second compartment to the electrolysis tank through a circulation supply pipe. Compartmental Joe.
상기 제 1 격실과 상기 제 3 격실의 하부에 외기를 공급하여 산기시키는 폭기수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 구획식 조According to claim 1,
and an aeration means for supplying outside air to the lower portions of the first compartment and the third compartment for aeration.
상기 구획식 조의 상부에 구비되는 가스벤트를 포함하는 것을 특징으로 하는 구획식 조.According to claim 1,
Compartmental tank, characterized in that it comprises a gas vent provided on the upper part of the compartmental tank.
상기 제 1 격실의 하측에는 필터에 연결되는 고형물배출관로가 포함하는 것을 특징으로 하는 구획식 조.According to claims 1 to 3,
Compartmental tank, characterized in that the lower side of the first compartment comprises a solids discharge pipe connected to the filter.
상기 제 1 격실 내에는 상기 전기분해조로 공급되는 전해원료물질을 필터링하는 제 1 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 구획식 조. According to claims 1 to 3,
Compartmental tank characterized in that it comprises a first filter for filtering the electrolyte source material supplied to the electrolysis tank in the first compartment.
상기 제 2 격실 내에는 상기 재생용 전해원료물질을 필터링하는 제 2 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 구획식 조.According to claims 1 to 3,
Compartmental tank characterized in that it comprises a second filter for filtering the electrolyte raw material for regeneration in the second compartment.
상기 제 2 필터는 상기 세정조로부터 공급되는 세정액에 의해 세정되며 상기 제 2 격실의 하측에는 상기 세정액을 상기 순환공급관로로 제공하는 제 2 세정액배출관이 연결되는 것을 특징으로 하는 구획식 조.According to claim 5 or 6,
The second filter is cleaned by the washing liquid supplied from the washing tank, and a second washing liquid discharge pipe for supplying the washing liquid to the circulation supply pipe is connected to the lower side of the second compartment.
상기 제 1 격실로 전해 후 원료 내 가스 발생을 촉진시키기 위한 약품을 공급하는 약품공급수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구획식 조.According to claims 1 to 3,
Compartmental tank characterized in that it further comprises a chemical supply means for supplying a chemical for promoting gas generation in the raw material after electrolysis into the first compartment.
상기 전기분해조로부터 유입되는 전해원료물질이 저장 및 이송되는 제 1 격실; 및
외부로부터 신규 전해원료물질이 공급되고 상기 제 1 격실로부터 오버플로우되어 생성된 전해원료물질을 순환공급관로를 통해 상기 전기분해조로 공급하는 제 2 격실;을 포함하는 것을 특징으로 하는 구획식 조.It is for circulating and supplying the electrolyte raw material used in the electrolysis using the electrolysis tank, the anode tank and the cathode tank to the electrolysis tank,
a first compartment in which raw electrolyte materials introduced from the electrolysis tank are stored and transported; and
and a second compartment in which a new electrolyte source material is supplied from the outside and the electrolyte source material generated by overflowing from the first compartment is supplied to the electrolysis tank through a circulation supply pipe.
상기 구획식 조의 제 1 격실과 상기 제 2 격실의 하부에 외기를 공급하여 산기시키는 폭기수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 구획식 조According to claim 9,
Compartmental tank characterized in that it comprises an aeration means for supplying outside air to the lower part of the first compartment and the second compartment of the compartmentalized tank for aeration.
상기 구획식 조의 상부에 구비되는 가스벤트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구획식 조.According to claim 10,
The compartment type tank further comprising a gas vent provided at the top of the compartment type tank.
상기 제 1 격실의 하측에는 필터에 연결되는 고형물배출관로가 포함하는 것을 특징으로 하는 구획식 조According to claims 9 to 11,
Compartmental tank characterized in that it comprises a solids discharge pipe connected to the filter on the lower side of the first compartment
상기 제 1 격실로 전해 후 원료 내 가스 발생을 촉진시키기 위한 약품을 공급하는 약품공급수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구획식 조.According to claims 9 to 11,
Compartmental tank characterized in that it further comprises a chemical supply means for supplying a chemical for promoting gas generation in the raw material after electrolysis into the first compartment.
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